计算机发展的重要里程碑

从第一台计算机问世至今，计算机的发展异常迅速，电子元件的更新是其发展的重要标志之一。计算机的基本元器件经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路4个发展阶段。

第一代（1946—1958年）：电子管计算机。其主要标志是基本元器件采用电子管。内存储器采用磁鼓；外存储器采用磁鼓或磁带；体系结构以运算器为中心；运算速度为几千次每秒；软件方面主要采用机器语言编写程序，但只能通过按钮进行操作；应用方面以科学计算为主。这一时期的计算机速度慢、体积大、耗电多、可靠性差、价格昂贵，如图2.11、图2.12所示。

图2.11　电子管

图2.12　电子管计算机

第二代（1959—1964年）：晶体管计算机。其主要标志是基本元器件采用晶体管。内存储器采用磁芯存储器；外存储器采用磁盘；体系结构是以存储器为中心，从而使计算机的运算速度大大提高，为几万次每秒到几十万次每秒；软件方面有很大进展，用管理程序替代手工操作，出现了FORTRAN、COBOL等高级语言。这一时期的计算机运算速度大幅度提高，质量、体积也显著减小，功耗降低，增强了可靠性，因而大大改善了性价比，如图2.13、图2.14所示。

图2.13　晶体管图

图2.14　晶体管计算机

第三代（1965—1970年）：集成电路计算机。其主要标志是基本元器件采用集成电路。集成电路是通过半导体集成技术将许多逻辑元件集中做在一块只有几平方毫米的硅片上。内存储器除采用磁芯外，还出现了半导体存储器；外存储器为磁盘；运算速度为几千万次每秒；软件技术进一步成熟，出现了操作系统、编译系统等系统软件，并出现了BASIC等高级语言程序。这一时期的计算机体积小，功耗、价格进一步降低，而速度及可靠性则有更大的提高，如图2.15、图2.16所示。(www.xing528.com)

图2.15　集成电路

图2.16　集成电路计算机

第四代（1965—1970年）：大规模和超大规模集成电路计算机。其主要标志是基本元器件采用大规模和超大规模集成电路。实现了电路器件的高度集成化。内存储器采用半导体集成电路；外存储器为磁盘、光盘；运算速度为几亿次每秒；软件系统不断完善，应用软件更为普及。这一时期的计算机无论是体积、质量、耗电量、运算速度和可靠性等诸多方面，都达到了一个新的水平，如图2.17，图2.18所示。

图2.17　大规模集成电路

图2.18　大规模集成电路计算机

为了描述信息技术进步的速度，英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出了摩尔定律。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月到24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的计算机性能，将每隔18个月翻两倍以上。